Конспект урока "Металлургия" для 8 класса

Урок № 48

Тема: Металлургия. 

Практическая работа  №9 «  Обозначение на контурной карте главных металлург.районов и центров, месторожд. руд чёрных и цветных металлов..»

Цели урока:

Учебная: Выявить значение черной и цветной металлургии в хозяйстве страны. Раскрыть особенности черной и цветной металлургии. Выявить основные типы предприятий черной металлургии и особенности их размещения. Сформулировать проблемы металлургического комплекса и наметить пути их решения.

Развивающая: развивать речь, логическое мышление и любознательность учащихся.

Воспитательная: содействовать формированию у учащихся чувства патриотизма, национального самосознания, воспитывать познавательную активность, самостоятельность, коммуникативность. Воспитывать хозяйственные чувства. Способствовать экологическому воспитанию.

Основное содержание: черные и цветные металлы. Типы предприятий черной металлургии и особенности их размещения. Принципы размещения предприятий цветной металлургии. Влияние металлургического производства на состояние окружающей среды и здоровье человека.

Способы действия учащихся: проанализировать карты, дать характеристику главных металлургических баз России, обсудить проблемы металлургии.

Ценностный компонент урока: значение металлургии в хозяйстве страны.

Тип урока: изучение нового материала.

Ход работы.

I. Орг. Момент.

II . Актуализация   опорных знаний.

Выполните задания.

1.Докажите, что электроэнергетика — фундамент всей экономики страны и основа существования современного общества. Приведите не менее четырёх доводов.

2. Обсудите задание 10 учебника.

3. В чём специфика различных типов электростанций?

4. В чём выражается воздействие электроэнергетики на окружающую среду? Как снизить это влияние? Предложи- те не менее четырёх вариантов.

5. Выберите верный ответ. Самые крупные в России ГЭС построены: а) на Волге; б) на Енисее и Ангаре; в) на Каме.

III.Формирование новых знаний.

1.             Мотивационный момент.

Металлургия — основа индустрии. Она является фундаментом машиностроения, обеспечивающего вместе с электроэнергетикой и химической промышленностью научно-технический прогресс страны.

Особенностью металлургии является металлоемкость и капиталоемкость производства. На нужды металлургии расходуется 14% топлива, 16% электроэнергии, т. е. около 25% этих ресурсов приходится на промышленность.

Учитель обращает внимание учащихся на то, что основа металлургии — металлы, черные и цветные. Учитель рассказывает, чем черные металлы отличаются от цветных.

2.             Изложение нового материала.

Задания для первой группы учащихся:

1. На основе текста параграфа выясните историю развития черной металлургии в России.

2. Охарактеризуйте типы предприятий, входящих в состав черной металлургии.

3. На примере отдельных заводов покажите принципы размещения предприятий черной металлургии.

4. Заполните таблицу.

5. Важнейшей проблемой сырьевой базы черной металлургии является ее удаленность от потребителя. Так, в восточных районах России сосредоточена бóльшая часть топливно-энергетических ресурсов, а основное потребление осуществляется в европейской части страны, что создает проблемы, связанные с большими транспортными затратами на перевозку. Предложите пути решения данной проблемы.

Вопросы и задания для второй группы учащихся:

1. На каких рудах базируется цветная металлургия?

2. Выясните историю развития цветной металлургии.

3. В чем особенности цветной металлургии? Как они влияют на размещение предприятий цветной металлургии?

4. Заполните таблицу.

5. Более половины запасов цветных металлов (в том числе и прогнозируемых) расположено в северных районах страны. Для их разведки и добычи необходимы крупные затраты. Обсудите, что лучше — ввозить в страну цветные металлы или разрабатывать их месторождения у нас в стране, добывать руду и выплавлять металлы? Свой ответ обоснуйте.

Вопросы и задания для третьей группы учащихся:1. Как вы считаете, необходима ли будет металлургия в XXI в.? Не будут ли заменены металлы другими видами материалов?

2. Какие экологические проблемы характерны для металлургии? Дайте рекомендации по их решению, заполнив таблицу.

  3. Норильский горно-металлургический комбинат, комбинат «Североникель» и горно-металлургический комбинат «Печенганикель», перерабатывающие медно-никелевые руды и концентраты, расположены в двух экологически напряженных районах Заполярья: на юге Таймыра и в Мурманской области. Их производственная деятельность оказывает отрицательное влияние на экологическую обстановку в этих регионах, а выбросы — на формирование потоков загрязняющих веществ, распространяющихся на большие расстояния. Как решить данную экологическую проблему? На основе имеющейся информации предложите пути решения данной проблемы.

Обучающиеся вместе с учителем на основе материала параграфа устанавливают особенности цветной металлургии и её значение в хозяйстве страны. С этой целью они самостоятельно изучают текст «Каковы особенности цветной металлургии?» (с. 184—185 учебника) и формулируют не менее пяти вопросов, ответы на которые высветят особенности цветной металлургии. Далее учитель организует групповую работу.

Вопросы и задания для групп

Группа 1

1. Установите особенности размещения предприятий цветной металлургии. Имеется ли сходство с размещением предприятий чёрной металлургии?

2. Заполните таблицу. Сделайте выводы.

3. Составьте и обоснуйте прогноз развития цветной металлургии на ближайшую перспективу (10—20 лет).

Группа 2

1. Сопоставьте карты «Цветная металлургия» и «Электроэнергетика» и объясните факторы размещения алюминиевой промышленности.

2. Более половины запасов цветных металлов (в том числе и прогнозируемых) расположено в северных районах страны. Для их разведки и добычи необходимы крупные затраты. Обсудите, что лучше — ввозить в страну цветные металлы или разрабатывать их месторождения у нас в стране, добывать руду и выплавлять металлы. Свой ответ обоснуйте.

3. Подготовьте презентацию об использовании цветных металлов в хозяйстве.

Группа 3

1. Объясните, в чём особенности производства и размещения медной промышленности.

2. Норильский горно-металлургический комбинат, комбинат «Североникель» и горно-металлургический комбинат «Печенганикель», перерабатывающие медно-никелевые руды и концентраты, расположены в двух экологически напряжённых районах Заполярья: на юге Таймыра и в Мурманской области. Их производственная деятельность оказывает отрицательное влияние на экологическую обстановку в этих регионах, а выбросы — на формирование потоков загрязняющих веществ, распространяющихся на большие расстояния. Как решить данную экологическую проблему? На основе имеющейся информации предложите пути её решения.

 3. Какие экологические проблемы характерны для цветной металлургии? Дайте рекомендации по их решению, заполнив таблицу.

IV. Формирование умений и навыков.

Беседа по вопросам.

1.Как бы вы определили значение металлургии в хозяйстве нашей страны? в мире в целом?

2.       Каковы особенности чёрной металлургии?

3.       В чём особенности размещения чёрной металлургии в России?

4.       Выберите верный ответ. Самое северное предприятие чёрной металлургии полного цикла в России находится на территории: а) Ленинградской области; б) Архангельской области; в) Вологодской области; г) Чукотского автономного округа.

5.       Выберите верный ответ. Для какого центра чёрной металлургии характерно наименьшее загрязнение воздуха: а) Магнитогорск; б) Старый Оскол; в) Череповец; г) Нижний Тагил?

6.       Чем можно объяснить размещение в Липецке металлургического комбината полного цикла? Укажите не менее двух причин.

7.       Сопоставьте карты на с. 250—251 и 252—253 Приложения, карту на рисунке 89 и объясните, какие факторы влияют на размещение металлургических баз в России. Используя рисунок 89, выпишите наиболее крупные центры металлургии полного цикла; укажите объёмы выплавки стали (в млн т).

8.       Оформите в виде таблицы информацию об основных металлургических заводах России. Назовите заводы, укажите их основные железорудные и угольные базы.

Постарайтесь выяснить: а) какие из заводов зависят от импорта железной руды; б) у каких заводов экономико-географическое положение наиболее благоприятно для экспорта металла, а у каких — менее благоприятно.

9. Объясните, почему чёрную металлургию называют «хребтом» российской экономики. Приведите не менее 3-4 аргументов, подтверждающих это.

Задания.

1.Найдите на карте «Цветная металлургия» в атласе основные центры цветной металлургии, выделенные в тексте параграфа жирным шрифтом.

2.       Каковы отличительные черты цветной металлургии?

3.       Сформулируйте главную закономерность в размещении предприятий цветной металлургии. Приведите пример, подтверждающий эту закономерность.

4.       Выберите верный ответ. Старейшая отрасль цветной металлургии в России: а) оловянная: б) алюминиевая; в) свинцово-цинковая; г) медная.

5.       Выберите верный ответ. К источникам дешёвой энергии тяготеет производство: а) алюминия; б) никеля; в) олова.

6.       Сформулируйте вопрос, позволяющий расширить или углубить знания, полученные о цветной металлургии России. Составьте список возможных поисковых запросов, которые могут помочь ответить на этот вопрос. Обменяйтесь вопросами с соседом по парте и завершите работу письменным ответом.

7.       «Серебро из глины», «крылатый металл» — так образно называют алюминий. Список сфер его применения велик. Сегодня без этого металла немыслим наш быт. И в вашем доме есть изделия из алюминия. Что это за изделия? Назовите их.

8.       Особо острая экологическая ситуация сохраняется на предприятиях концерна «Норильский никель». Степень загрязнённости во многом зависит как от величины и состава загрязнителей, так и от направления ветров.

9. Какие мероприятия вы предложите руководителям концерна для улучшения экологической ситуации: а) в первую очередь; б) на перспективу?

Практическая работа     

Тема: «Обозначение на контурной карте главных металлургических районов и центров, месторождений руд чёрных и цветных металлов.»

V. Домашнее задание

1) изучить § 45-46; 2) ответить на вопросы и выполнить задания после параграфа (задания 7—9 — по выбору обучающихся);

VI. Итог урока.

Рефлексия

Настал черед подвести итог урока, в этом вам поможет памятка. (На стадии рефлексии урока для формирования монологических ответов и самооценивания учащихся целесообразно использование памятки):

Ø   Мне больше всего удалось ...

Ø   Я  могу себя похвалить за…

Ø   Я  могу похвалить одноклассников за...

Ø   Меня удивило…

Ø   Для меня было открытием то, что ...

Ø   На мой взгляд, не удалось…, потому что…

Ø   На будущее я учту…

Для России характерен высокий уровень развития черной и цветной металлургии. На металлургический комплекс приходится 16,5 % промышленной продукции.

Черная металлургия базируется на Северной, Уральской, Центральной и Юго-азиатской (Кузбасс) металлургических базах. Предприятия черной металлургии производят около 40 млн т чугуна и 50 млн т стали в год. Но черная металлургия в России по уровню технологического развития отстает от развитых стран. Мартеновским способом, который в развитых странах практически прекратил свое существование, в стране выплавляется более 1/2 производства стали.

Цветная металлургия базируется на собственных месторождениях меди, цинка, алюминия, магния, никеля и др. Россия добывает около 130 т золота и находится по этому показателю на пятом месте в мире (после ПА, США, Канады и Австралии). Металлургическая промышленность почти везде сочетается с химической промышленностью и производством строительных материалов.

Каковы особенности металлургического комплекса?

Дерево, камень, волокна растительного и животного происхождения, глина, стек­ло, бронза, железо — материалы, которые люди используют для своих нужд с глу­бокой древности. Эпохами в развитии человечества стали бронзовый век и желез­ный век. Но лишь с началом промышленной революции металл, в первую очередь железо, стал главным конструкционным (ориентированным на силовую нагрузку) материалом на несколько веков вперёд. Это связано с такими свойствами металлов, как прочность, твёрдость, пластичность, электрическая проводимость, сопротивляе­мость деформации. И в XXI в., несмотря на конкуренцию полимеров, керамики, новейших высокотехнологичных материалов, металлы остаются основой многих от­раслей, прежде всего машиностроения.

Металлургия делится на чёрную и цветную. К чёрным металлам относят желе­зо и его сплавы. На их долю приходится большая часть производимой в мире ме­таллопродукции. Россия занимает 1-е место в мире по запасам железной руды и входит в пятёрку стран — лидеров по её добыче (рис. 87), а также по выплавке стали (рис. 88).

Металлургическое производство имеет ряд специфических особенностей.

I.               Технологический процесс требует крупных объёмов не только рудного сырья, но и воды, топлива (коксующегося угля, природного газа), энергии.

II.            Взаимозависимость сырьевой и топливно-энергетической базы, а также большой объём готовой продукции связаны с массовыми транспортными перевозками Отходы производства, выбросы вредных веществ создают серьёзные экологи­ческие проблемы.

III.         Особое значение приобретает вторичная металлургия (использование метал­лолома) с целью снижения затрат и экологического риска.

МЕТАЛЛУРГИЯ ПОТРЕБЛЯЕТ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО СЫРЬЯ И ТОПЛИВА, НО ОСТАЁТСЯ ОДНОЙ ИЗ БАЗОВЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

Какие типы предприятий встречаются в чёрной металлургии?

Металлургический комплекс охватывает несколько процессов:

1)             добыча и обогащение руды;

2)             получение первичного метал­ла (чугун);

3)             выплавка стали, сплавов;

4)             производство проката.

Большая часть чёрных металлов

производится на металлургических заводах полного цикла (комбинатах), т. е. производящих чугун, сталь и прокат (иногда в их состав входит и добыча железной руды). На этих за­водах в России выплавляется более ²/₃ всей стали. Эти заводы, как пра­вило, обладают большой мощностью (³/₄ всего чугуна, ²/з стали выпуска­ется на предприятиях мощностью бо­лее 3 млн т каждое).

Кроме того, существуют и другие типы предприятий и производств:

—            сталеплавильные и сталепро­катные заводы (передельная метал­лургия);

—            производство ферросплавов — сплавов железа с хромом, марганцем, кремнием и другими элементами; эти спла­вы в дальнейшем используются при выплавке стали для придания ей требуемых свойств;

—            малая металлургия — производство стали и проката на машиностроительных заводах;

—            бездоменная металлургия — производство железа методом прямого восстанов­ления (из железорудных окатышей в электропечах). Это наиболее экономичный и экологичный способ получения металла. Такое предприятие (единственное в Рос­сии) находится в городе Старый Оскол Белгородской области.

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ МЕТАЛЛА ПРОИЗВОДИТСЯ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОМБИНАТАХ ПОЛНОГО ЦИКЛА, ВЫПУСКАЮЩИХ ЧУГУН, СТАЛЬ И ПРО­КАТ. БОЛЕЕ СОВРЕМЕННЫЙ И ЭКОЛОГИЧНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛА - БЕЗДОМЕННЫЙ.

Каковы особенности размещения чёрной металлургии в России?

Размещение чёрной металлургии в России — результат исторического развития этой отрасли. На современной карте (рис. 89) вы видите крупные районы сосредо­точения производства: Урал, Центр России, Сибирь.

В Российской империи крупнейший в мире район выплавки железа на древес­ном угле возник на Урале в первой половине XVIII в. (хотя и до этого существо­вали первые железоделательные мануфактуры в Туле). А в конце XIX в. началось бурное развитие металлургии на базе железных руд Кривого Рога и недалеко рас­положенных коксующихся углей Донбасса (территория нынешней Украины).

Уже в Советском Союзе было принято решение создать новые угольно-метал- лургические районы на основе двух главных баз: железорудной — Урала и уголь­ной — Кузбасса. В 1930-х гг. были построены металлургические «гиганты» — знаме­нитая «Магнитка» (в Магнитогорске Челябинской области) и металлургический завод в Новокузнецке. В годы Великой Отечественной войны это окупилось стори­цей! Если бы не новые районы на востоке страны, то у военной промышленности СССР не было бы металла для производства военной техники, и неизвестно, как бы сложился ход военных действий.

В годы войны на Урале был построен Челябинский завод, а после него — Ниж­нетагильский и Орско-Халиловский (в Новотроицке) комбинаты. Эти четыре пред­приятия (вместе с Магнитогорским комбинатом) и сейчас дают 80% всего чугуна и более ²/з стали Урала.

Впоследствии были открыты более близкие к Уралу месторождения коксующе­гося угля (Карагандинский бассейн), а в Сибири месторождения железных руд.

Поэтому металлургия и Урала, и Кузбасса стала ориентироваться на более близ­кие ресурсы.

После Великой Отечественной войны началась разработка крупнейших в нашей стране месторождений железной руды КМ А (Курской магнитной аномалии), был построен мощный завод в Липецке, а железные руды Кольского полуострова и Ка­релии стали базой комбината «Северсталь» («Северной Магнитки») в Череповце Вологодской области.

Сегодня более половины всей железной руды в России добывается на место­рождениях КМА (в Курской и Белгородской областях). На этой железорудной ба­зе и углях Кузбасса и Печорского бассейна работает Новолипецкий металлургиче­ский комбинат полного цикла.

Доля Урала в добыче железной руды составляет всего 15%, а в выплавке ста­ли — 40%. Уральские заводы переориентировались на железную руду Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение) и частично КМА.

Доля Европейского Севера (Мурманской области и Карелии) в добыче желез­ной руды — около 20%, а Южной Сибири (Горная Шория на юге Кемеровской об­ласти, Хакасия и Иркутская область) — гораздо меньше.

В РОССИИ КРУПНЫЕ РАЙОНЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА НА УРАЛЕ, В ЦЕНТРЕ И В СИБИРИ СЛОЖИЛИСЬ В СООТВЕТСТВИИ С НАЛИ- — ЧИЕМ СЫРЬЕВОЙ И ТОПЛИВНОЙ БАЗЫ.

Каковы особенности цветной металлургии?

Цветные металлы (рис. 90) незаменимы во многих отраслях промышленности, в частности, в оборонной, авиационной, ракетно-космической. Легирующие метал­лы, например, необходимы в качестве добавок для производства особых марок ста­ли и уникальных сплавов. Так, вольфрам делает сталь более твёрдой, молибден — жаропрочной, ванадий — устойчивой к толчкам и вибрации.

У цветной и чёрной металлургии много общих черт. Производство металла про­ходит схожие стадии, одинаково остро стоит проблема экологической безопасности, большое значение имеет использование металлолома. В то же время есть и особен­ности. Во-первых, цветная металлургия по количеству производимого металла зна­чительно уступает чёрной (её продукция измеряется цифрами на несколько поряд­ков меньше — не десятками миллионов тонн, а миллионами, сотнями тысяч или даже сотнями тонн), но стоимость одной тонны этой продукции гораздо выше. Во-вторых, цветные металлы отличаются их меньшим содержанием в рудах: если самые бедные железные руды содержат железа не менее 20%, то медные руды с содержанием меди в 5% считаются очень богатыми, а олово начинают добывать при его содержании в десятые доли процента. В-третьих, для цветной металлургии характерна глубокая комплексная переработка сырья. Из-за очень сложного соста­ва большинства руд, кроме основного металла, нужно извлечь дополнительные элементы (редкие и рассеянные металлы, соединения серы и др.). Например, по­мимо основной продукции, в ходе переработки получают значительное количество серной кислоты, минеральные удобрения, стройматериалы.

Россия обладает запасами многих цветных металлов, но некоторых нам не хва­тает, а многие расположены в труднодоступных районах. Наиболее крупные и значимые компании на рынке цветных металлов: РусАл, «Норильский никель», Уральская горно-металлургическая компания.

ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ ЗНАЧИТЕЛЬНО УСТУПАЕТ ЧЁРНОЙ ПО ОБЪЁМАМ ПРОИЗВОДСТВА, НО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ ПО СВОЕЙ СТОИМОСТИ ЗНАЧИ­ТЕЛЬНО ПРЕВЫШАЮТ ЧЁРНЫЕ.

Каковы особенности размещения предприятий цветной металлургии?

Предприятия цветной металлургии, как правило, размещаются вблизи районов добычи сырья. В местах добычи осуществляется и обогащение руд. У источников дешёвой энергии сосредотачиваются заводы по выплавке лёгких металлов. Истори­чески первым районом цветной металлургии в России был Урал (почему?). Сей­час производство цветных металлов развито также в Сибири (крупнейшие пред­приятия), на Дальнем Востоке и в европейской части страны.

Никелъ-кобалътовые руды перерабатываются в местах добычи, поскольку содер­жание металлов в них невелико. Кроме Норильска, образовался центр этих произ­водств на Кольском полуострове: Мончегорск близ горного массива Хибины, Заполярный (рядом с которым находится посёлок с характерным названием Ни­кель). В меньших масштабах добывается руда на Урале.

Алюминий наиболее широко применяемый в технике среди цветных металлов. В алюминиевой промышленности технологический процесс состоит из двух основных стадий: производства глинозёма — оксида алюминия (из бокситов или нефелинов) и производства металлического алюминия. Для получения 1 т глинозёма необхо­димо переработать либо 2—3 т бокситов и 1 т известняка, либо 4—6 т нефелинов и 9—12 т известняка. Поэтому глинозёмные заводы в своём размещении тяготеют к месторождениям алюминиевых руд. Получение металлического алюминия из гли­нозёма требует больших затрат электроэнергии, поэтому крупнейшие центры по выплавке алюминия находятся вблизи ГЭС. Именно за счёт обладания огромными гидроэнергоресурсами Россия находится на 2-м месте в мире по выплавке алюми­ния, хотя глинозёмом обеспечена примерно на треть (рис. 91).

Российская алюминиевая промышленность (рис. 92) использует в качестве сырья бокситы (Североуральский рудник в Свердловской области, Средне-Тиман- ское месторождение в Республике Коми, Северо-Онежский рудник в Архангель­ской области) и нефелины (город Кировск на Кольском полуострове, посёлок Го- рячегорск близ Красноярска). Самые крупные алюминиевые заводы расположены в Саяногорске, Братске и Красноярске. Вместе они дают почти ²/з алюминия (см. рис. 92). Восточная Сибирь — крупнейший производитель алюминия в стране.

Медные руды в России добываются издавна на Урале, и здесь же происходит выплавка черновой меди и её очистка (рафинирование). Получаемый при этом сер­нистый газ используется для производства серной кислоты. Серная кислота и при­возные апатитовые концентраты позволяют получать фосфорные удобрения. В об­щей сложности на Урале действуют пять медеплавильных заводов (производящих черновую медь) и два медеэлектролитных (рафинирующих её). Но по объёму вы­плавки меди Урал уже уступил первенство Норильскому району.

Некоторые медные руды допол­нительно содержат никель, кобальт и другие металлы. Никель облада­ет высокой твёрдостью и является также важным легирующим метал­лом. Кобальт используется для получения сверхпрочных жаростойких магнитных сплавов. В Норильске сложился уникальный центр комплексного использования медно-никелевых руд Талнахского месторождения. Компания «Норильский никель» стала производителем мирового значения никеля, палладия, платины и меди.

Добыча оловянной руды осуществляется на Дальнем Востоке — это месторожде­ния близ Комсомольска-на-Амуре (Солнечное) и на севере Якутии, а выплавка ме­талла — в Новосибирске (по пути следования концентратов).

Свинцово-цинковые руды в России добываются в Сихотэ-Алине (Приморский край), на Урале (Башкортостан и Челябинская область), в Красноярском крае (Горев- ское месторождение). Выплавка металлов происходит чаще всего в местах добычи руд: цинка из местных медно-цинковых руд — в Челябинске, из местных и при­возных руд — во Владикавказе. Но ³/₄ всего свинца и цинка СССР производи­лось в Восточном Казахстане (Рудный Алтай), а теперь Россия себя этими метал­лами не обеспечивает.

ПРОИЗВОДСТВО АЛЮМИНИЯ ТЯГОТЕЕТ К КРУПНЫМ ГЭС. МЕДЬ, НИКЕЛЬ, СВИНЕЦ И ЦИНК В ОСНОВНОМ ВЫПЛАВЛЯЮТ В МЕСТАХ ДОБЫЧИ РУДЫ, ОЛОВО - ПО ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ.