Ангара́ (в нижнем течении называлась сначала Верхней Тунгуской, а - Анкара-Мурэн) - река в Восточной Сибири крае. Протекает по территории и Красноярского края. Самый крупный и многоводный приток Енисея (встречаются теории того, что Енисей впадает в Ангару). Енисей и Ангара соединяются в 84 км выше Енисейска. Единственная река, вытекающая из озера . Протекает по южной части Среднесибирского плоскогорья. Длина 1853 км, площадь 468 000 км 2 , а с бассейном - 1 040 000 км 2 .
Происхождение названия
Гидроним "Ангара" произошел от эвенкийской и бурятской корневой основы анга – «пасть животного, рот», в переносном смысле – «ущелье, расселина, промоина» (на ассоциации истока Ангары, напоминающего открытую пасть, поглощающую воды ). С крымско-татарского «перевал за ущельем», Ангарский перевал, высота 752 м над уровнем моря. По-эвенкийски о:нган - «мелкая сосна, растущая на заливных берегах» (множественное число о:нгар) - слово с таким значением вполне могло быть принято за название реки, а о:ннга:н «внутренний угол чего-либо». Множественное число от имени существительного о:ннга:н выглядит как о:ннга:р. Наконец, возможно, что название реки Ангара происходит от тунгусского, собственно эвенского слова онга:р - «оленье коповище, место, где олени добывали мох», то есть зимнее моховое оленье пастбище.
Также по другой версии гидроним Ангара связан с греческой эпохой. Ангара - греческое слово. Анаррео - теку, вытекаю сверху, теку назад. Ангара - односложный гидроним, перешел в русский язык с переменной огласовкой: анар - ангар. Конечное «а» - Ангара - русское окончание женского рода существительных с основой на «а», признак слов женского рода. Но возможно и другое толкование. Ангара - двусложный гидроним. Первый компонент «ана - анга» - греческий, а второй компонент - «ра» - субстратный, взятый из какого-то неизвестного языка в результате ассимиляции населения и смены одного языка другим.
Еще гидроним мог произойти от монг. ангар «щель, трещина расселина. Возможность связи с тюрк. ангар широкая долина недостаточно исследована... Эвенки называют Ангару Йанедзи (сравн. Енисей), считая ее главной, а Енисей выше их слияния - ее притоком».
Наконец, в новом электронном справочнике есть еще одна неувязка, имеющая прямое отношение к истолкованию гидронима Ангара. В нем рядом со статьей «Ангара» есть такая статья: «Ангараба, приток р. Кан. Самодийский ба - «вода»; река Ангара-ба значит «река Ангара». Следовательно, самодийцы только добавили свой термин ба - «река» к известному названию Ангара».
Первоначально нижнее течение реки от впадения притока Илим носило у русских землепроходцев название Верхняя Тунгуска. Енисейские казаки считали, что Верхняя Тунгуска и Ангара являются двумя различными реками. Казак и первопроходец Пантелей Пянда , возвращаясь из трёхлетней экспедиции в 1623 году, во время которой он стал первым русским, достигшим реки Лены , обнаружил, что Верхняя Тунгуска и Ангара - одна и та же река.
Ангара в черте Иркутска
Продолжается продвижение к Байкалу с сооружением в устье Иркута в 1652 г. И.Похабовым , в 1661 г. - , в 1654 г. О.Фирсовым - ого острога, в 1669 г. - Усольского зимовья и Идинского острога. На Уде был заложен Удинский острог (1648 г.), на Белой - Вельский острог (вторая половина XVII в.). Таким образом, в 50-х годах XVII в. вся линия Ангары оказалась занята русскими острогами и поселениями. Территория ангарского бассейна навсегда вошла в состав России. Присоединение Сибири к европейской цивилизации имело, пожалуй, не меньшее значение для познания земного шара, чем открытие Америки или морского пути в Индию. Сведения сибирских землепроходцев об открытых землях обогатили науку, в том числе, науку о реках. В их записках приводились характеристики условий судоходства, описания речных берегов и рыбных богатств.
Собранные землепроходцами материалы послужили основой для составления первых описаний и карт Приангарья, которые появились уже во второй половине XVII в. Первая «Чертежная роспись» водного пути по Ангаре с указанием основных притоков и порогов сделана П.Головиным. Затем, в 1667 г. Ангара была изображена на составленном П. Годуновым «Чертеже всей Сибири», а в 1698 г. - на выполненном «Чертеже всей Сибири» и в «Чертежной книге» - первом сибирском географическом атласе. Научное изучение Ангары началось с первой половины XVIII в. Геодезистом П.Чичаговым в 1725 - 1730 гг., выполнена первая инструментальная съемка Ангары.
Первое научное описание реки дала правительственная экспедиция Д.Мессершмидта, работавшая в Сибири в течение 1720-1727 гг. Большое значение для изучения Ангары имели исследования И.Гмелина, С.Крашенинникова, Г.Миллера. В конце XVIII в. было опубликовано описание Прибайкалья, сделанное академиком П.Палласом. Однако, детальное изучение Ангары и ее бассейна началось лишь в середине XIX в., когда в Приангарье пришла экспедиция А.Миддендорфа, составившая его ценнейший общегеографический очерк. Основы геологического изучения бассейна Ангары были заложены И.Черским, А.Чекановским, П.Яворским, В.Обручевым.
Специальные описания рек - так называемые гидрографические работы - в конце XIX - начале XX вв. были сосредоточены, в основном, в ведомстве путей сообщения, так как реки имели значение, прежде всего, как транспортные пути. В 1887-1889 гг. изыскательская партия М.Чернцова произвела первое полное гидрографическое описание Ангары. Результатом этих работ стал «Атлас реки Ангары» - фундаментальный труд, не потерявший научного значения и сейчас.
Произведенные изыскания позволили точно нанести Ангару и ее главные притоки на географические карты, которые были уточнены только в 40-е - 50-е годы XX в. в результате аэрофотосъемки. В начале XX в. на Ангаре стали проводиться специальные регулярные гидрологические наблюдения за уровнями воды, стоком, температурой воды и т.д. Самые первые такие наблюдения за уровнем реки начались в Иркутске в 1886 г. За первую половину нынешнего века Иркутским и Красноярским управлениями гидрометслужбы организованы систематические наблюдения на большинстве крупных и средних рек ангарского бассейна. Первую попытку разработки схемы использования гидроэнергоресурсов Ангары предпринял А.Вельнер в 1920 г. в работе, выполненной по заданию ГОЭЛРО.
Советский период
С 1930 г. начались систематические изыскательские и исследовательские работы по изучению гидроэнергетических ресурсов Ангары, которыми занимались Восточно-Сибирское и Московское отделения Гидропроекта под руководством И.Александрова, В.Малышева, Н.Колосовского. В послевоенные годы работы в этом направлении активизировались, и в 1953 г. была составлена схема использования гидроэнергоресурсов Ангары, включающая шесть ГЭС от Байкала до Енисея. В последние десятилетия исследования водных ресурсов бассейна Ангары, их использование и охрана приобрели особенно большой размах. Многочисленные водные изыскания и проектные работы проводятся в связи со строительством промышленных предприятий и мелиоративных систем.
Развивается сеть гидрологических, гидрохимических и гидробиологических наблюдений Госкомгидромета. Контроль за источниками сбросов в водные объекты осуществляют Иркутский областной и Красноярский краевой комитеты по охране окружающей среды и природных ресурсов. Информацию об использовании водных ресурсов собирают и систематизируют Ангаро-Байкальское и Енисейское водохозяйственные управления. Все более разносторонними становятся научные исследования. Особую актуальность приобретает углубление знаний о природных режимах водотоков и водоемов ангарского бассейна, прогнозирование их экологического состояния, определение оптимальных мероприятий по их сохранению и восстановлению. Важные фундаментальные и прикладные работы в этих направлениях ведут институты Сибирского Отделения РАН: Иркутского научного центра (географии, Лимнологический, земной коры, Сибирский энергетический, геохимии) и Красноярского научного центра (биофизики, леса и древесины).
Большое значение имеют научные исследования вод Приангарья, выполняемые подразделениями Иркутского и Красноярского университетов (НИИ биологии, Вычислительные центры, географический и биологический факультеты), рядом других вузов, ведомственных институтов. Одновременно с изучением рек ангарского бассейна шло их освоение. На протяжении первых столетий после присоединения Восточной Сибири к России главной функцией Ангары оставалась воднотранспортная: несмотря на опасные дороги и шиверы, вся связь с Западной Сибирью осуществлялась по Ангаре вплоть до прокладки сухопутного Московского тракта.
Долог и труден был путь через ангарские пороги: при самых благоприятных обстоятельствах путешествие вниз по реке от Иркутска до Енисейска занимало 15 дней, но нередко суда неделями стояли перед порогами, дожидаясь высокой воды. Зачастую они разбивались на страшных порогах в среднем течении реки у . И все же за навигацию по Ангаре проходило вниз до 250 судов. Еще более тяжким был путь против течения, поскольку на всем протяжении реки суда тянули бечевой, а на порогах поднимали воротом. В среднем и нижнем течении реки до сих пор можно заметить старые грунтовые дороги, которые местные жители называют бечевниками.
Экологическая обстановка
Концентрация промышленности на сравнительно небольшой территории, преимущественно на берегах Ангары, приводит к возникновению социально-экономических проблем, среди которых основное значение имеет ухудшение качества природных вод вследствие сбросов загрязнённых сточных вод. По объёму таких вод Ангарский бассейн уступает только волжскому; всего 2-3 % стоков, прошедших через очистные сооружения, можно считать нормативно очищенными. В регионе низка доля оборотного и повторного водоснабжения; во многих городах очистные сооружения перегружены, работают неэффективно, строительство новых почти прекратилось, хотя нехватка их в ряде населённых пунктов, весьма ощутима. В результате загрязнение реки и водохранилищ по многим химическим и бактериологическим ингредиентам (нефтепродукты, фенолы, органические вещества, тяжёлые металлы, асфальтены и др.) очень велико; концентрации загрязнений в воде, донных отложениях, рыбе часто превышают десятки, и даже сотни ПДК. Ниже Иркутска река и водохранилища на различных участках по качеству вод оцениваются от умеренно загрязнённых до очень грязных.
Мосты
В 1891 году через Ангару был построен первый понтонный мост. Открытие моста совпало с проездом через Иркутск цесаревича Николая. Понтонный мост просуществовал примерно 45 лет. Движение на нём в каждую сторону осуществлялось в одну нитку и не позволяло обгона[.
В 1931-1936 годах был построен первый мост через Ангару, который соединил центральную и левобережную части Иркутска. В Советский период этот мост считался памятником В. И. Ленину, о чем гласила соответствующая мемориальная мраморная плита. В 2011 году он получил официальное название Глазковский мост.
В 1972 году был построен второй мост через Ангару, соединивший правый и левый берега . На момент сдачи в эксплуатацию по нему проходили рельсы, которые в 2000 году были демонтированы.
В 1978 году был введён в эксплуатацию третий мост через Ангару, соединивший на окраине Иркутска правый берег в створе Пади Топка и левый берег в районе Жилкино. В 2011 году этот мост получил официальное название Иннокентьевский мост.
В 1999 году было начато строительство нового моста через Ангару (указ о его строительстве был подписан ещё в 1995 году). В октябре 2007 года по новому мосту в Иркутске было открыто движение в одну сторону, а в декабре 2009 года - в обе стороны. В 2011 году мост получил официальное название Академический.
30 сентября 2011 года в Богучанском районе открыт новый мост через Ангару на трассе Богучаны - Юрубчен - Байкит.
Ангара в искусстве
- Существует сибирская легенда, в романтической форме описывающая бегство Ангары от отца Байкала к Енисею. По этой легенде Шаман-камень, который находится посередине истока Ангары возле посёлка Листвянка (не следует путать Шаман-камень на Ангаре со скалой Шаманка на острове ) был брошен отцом Байкалом, чтобы остановить непослушную дочь.
- При строительстве плотин были затоплены значительные территории - этому посвящён роман Валентина Распутина «Прощание с Матёрой».
- Река-Ангара является персонажем сказок «байкальского сказочника» Василия Пантелеймоновича Стародумова.
- Действие пьесы Алексея Арбузова «Иркутская история» проходит на берегах Ангары.
- Поэма Евгения Евтушенко «Братская ГЭС», о строительстве ГЭС на реке Ангаре в г. .
- В. Распутин. Повесть "Живи и помни"
- А. Пахмутова Песня «Девчонки танцуют на палубе»
река Ангара вытекает из озера Байкал и впадает в реку Енисей,это самый крупный приток Енисея.
Река Ангара берет свое начало из озера Байкал. И является притоком реки Енисей, то есть Ангара впадает в реку Енисей. Ангара необычная река, на ней построено целый три ГЭС: Иркутская, Братская и Усть-Илимская. Протекает она по Иркутской области и Красноярскому краю.
Река Ангара впадает в реку Енисей,которая очень глубокая, многоводная и является одной из самых больших рек в России. Ангара - одна из крупных правых притоков реки Енисей с правой стороны. Ангара является единственной рекой которая берет свое начало в озере Байкал.
Ангара - это единственная река, текущая в Восточной Сибири, которая берт сво начало в знаменитом озере Байкал. Е длина составляет 1779 километров, а площадь бассейна приблизительно равно 1 039 000 км.
Ангара впадает в реку Енисей и является е самым крупным правым притоком.
Ангара известна тем фактом, что это единственная река которая вытекает из озера Байкал, если верить легендам, молодая дочь убегающая от седого сурового отца. Длина Ангары 1800 километров, что сравнимо с длиной например Камы, да и по объему переносимой воды, по полноводности Ангару и Каму можно считать почти сестрами - 4500 кубометров в секунду в месте слияния Ангар с Енисеем. Ведь ветреная красавица Ангара сбегает от старого Байкала, что бы найти успокоение в объятиях молодого красавца Енисея. Ангара впадает в Енисей в 20 километрах выше Лесосибирска и в 250 километрах ниже Красноярска и только после этого слияния Енисей становится по настоящему могучим и полноводным, прекращает пугать путешественников порогами и быстринами..
Это река в Восточной Сибири, самый крупный приток Енисея. Ангара - единственная река, вытекающая из озера Байкал. Все реки впадают в Байкал, а Ангара вытекает. Участок реки до г. Иркутска - Иркутское водохранилище. На Ангаре находится Братская ГЭС. Ниже Братского водохранилища река поворачивает в Красноярский край и рядом с Лесосибирском ВПАДАЕТ в ЕНИСЕЙ.
Река Ангара - река Восточной Сибири, протекает по территории Иркутской области и Краснодарского края. Ангара впадает в реку Енисей, являясь ее самым крупным притоком. Река Ангара единственная река которая вытекает из озера Байкал. Ее длина составляет 1779 км.
Ангара - крупная река Восточной Сибири (материк Евразия). Ее длина составляет 1779 км. Свое начало Ангара берет из озера Байкал (это единственная река, вытекающая из Байкала).
Ангара является правым притоком реки Енисей. Следовательно, ответ на это вопрос будет такой: Ангара впадает в Енисей.
Река Ангара, вытекая потоком более 1 километра из озера Байкала, в конце своего пути впадает в Енисей. Устье (место впадение) Ангары находится примерно в 83 километрах выше находящегося в красноярском крае города Енисейска.
А всем интересующимся рекой Ангарой советую прочитать легенды О красавице Ангаре и гордом Енисее и о старике Байкале и его дочери Ангаре.
Берт сво начало сибирская река Ангара из знаменитого озера Байкал, поэтому е уникальность в том, что ширина е в самом начале один километр и сто метров. Длина Ангары 1779 километров. На пути реки построены плотины, поэтому протекает она через Иркутское водохранилище, потом через Братское и Усть-Илимское. Направление течения вначале на север, в нижнем течении оно сменяется на западное направление. У поселения Стрелка, входящего административно в город Лесосибирск, Ангара впадает в Енисей.
Интересно и то, что долгое время в нижнем течении реку называли Верхней Тунгуской, потому что думали, что Ангара это другая река. Только в 1623 году казак- первопроходец Пантелей Пянда смог пройти по Ангаре от Байкала до Енисея, возвращаясь из Ленского похода.
Река Ангара - является самым крупным правым притоком реки Енисей.
Течт река по Иркутской области и Красноярском крае России.
Ангара - длинная река (1779 км).
Имеет множество притоков: Илим, Каменка, Китой, Ока и другие.
Свой путь Ангара начинает с озера Байкал.
Река Ангара это воистину Великая Река Российского Востока. С этой рекой у России и е истории много связано. Ангара это очень красивая и разнообразная на протяжении своего течения Река. Ангара является крупнейшим притоком ещ одной великой Сибирской Реки Енисея, следовательно впадает Ангара в Енисей.
В переводе с языка бурятского слово «анга» имеет значение «открытый», «разинутый» или «раскрытый», а также «расселина» и «ущелье».
В старых источниках река Ангара в XIII столетии упоминается под названием Анкара-Мурэн. Изначально нижнее течение реки от места впадения притока реки Илим носило иное название - Верхняя Тунгуска.
География
Почти на протяжении всего пути по южному участку Среднесибирского плоскогорья, по обширным просторам Предбайкалья и Восточной Сибири река течет в северном направлении, далее круто сворачивает на запад. Лишь выше г. Енисейска, перед впадением в реку Енисей, находится Стрелковский порог, являющийся одним из выступов плотных, твердых пород.
Ангара имеет множество притоков, и все они впадают слева и начинаются в горах, кроме Илима. Уникальность Ангары заключается в том, что весь байкальский сток проходит через нее, значит, основным ее притоком может считаться Селенга, впадающая в озеро Байкал.
Около 6000 озер расположено в бассейне Ангары. Это редкий пример крупной реки, чей водный режим почти полностью зарегулирован большими водохранилищами от озера Байкал до самого устья.
Куда впадает река Ангара? Какова ее гидрология? Какие легенды о ней слагают? Об этом можно узнать далее в статье.
История
На берегах Ангары обнаружено немало стоянок первобытных людей, найдены продукты их жизнедеятельности и наскальные рисунки.
Последнее оледенение привело к изменению первобытного уклада жизни, и в Предбайкалье 6-5 тысяч лет назад сформировалась пещерная неолитическая культура. Люди к тому времени стали использовать лодки с рыболовными сетями и приручили собаку. Именно они первыми во всем мире стали применять стрелы с наконечниками из нефрита и лук, каменные топоры и ножи, а также охотничьи лыжи.
Этнический нынешний состав населения Приангарья создался благодаря длительному смешиванию коренного тюркско-монгольского населения с русскими (казаками), осваивавшими эти земли с XVII века, и малыми народами Сибири.
Описание
Ангара - река, расположенная в Восточной Сибири. Она является самым крупным из всех правых притоков Енисея. Истоком Ангары является озеро Байкал. Это единственная река, которая берет свое начало из этого величественного и уникального природного водоема. Протекает Ангара по Иркутской области и Красноярскому краю России.
Бассейн реки имеет площадь 1040 тысяч квадратных километров, а без бассейна оз. Байкал площадь составляет 468 тысяч квадратных километров. Начинается Ангара из Байкала обширным потоком шириной 1100 метров и далее несет свои большие воды далеко на север. После трех водохранилищ река течет в западном направлении - в сторону Красноярского края. Вода в реке настолько чистая, что на дне речном виден каждый камень.
На берегах реки находятся следующие города: Иркутск, Свирск, Братск, Ангарск, Усолье-Сибирское, Кодинск и Усть-Илимск.
Устье Ангары
Рядом с Лесосибирском Красноярского края река впадает в Енисей. Удивительно, но в месте слияния Ангара в 2 раза шире Енисея, далее несущего воды в Северный Ледовитый океан. Исторически сложилось, что мощный водный поток стал именоваться именно Енисеем.
Еже один интересный момент связан с тем, что после воссоединения потоков двух великих рек слева течет мутная вода, а справа - прозрачная. Смешиваться начинают воды после Лесосибирска, и далее граница между ними начинает размываться. Дальше воды Енисея единым мощным потоком несутся в более северные края.
Водохранилища
На реке Ангаре сооружено несколько водохранилищ:
- Иркутское (протяженность - 55 километров от истока до г. Иркутска).
- Братское (протяженность - 570 километров на северо-западе Иркутской области). Здесь же находится Братская ГЭС.
- Усть-Илимское (12 километров после излучины ниже Братского водохранилища).
Судоходство
Река Ангара судоходна только в летний период. От Байкала до Енисея единого водного пути нет. В общей сложности существует 4 участка, изолированных друг от друга:
- Первый участок проходит по Иркутскому водохранилищу от Иркутска до Байкала.
- Второй, самый длинный участок (протяженность - 610 километров) проходит от Иркутска до Братской ГЭС.
- Третий протягивается по водам водохранилища Усть-Илимского (длина - 290 км), от города Братска до Усть-Илимска.
- Четвертый тянется от реки Енисей до порогов Богучанских (длина - 440 км).
Выходит, что по воде не проплыть беспрерывно от Иркутска до Красноярска.
Природа
Там, где находится река Ангара, природа богата и удивительно красива. Есть в реке порожистые места и медленные потоки, есть множество тихих затонов и островов. К берегам подступают высокие скалы и многовековая тайга. После ледохода образуются на Ангаре песчаные острова, порой огромных размеров.
Летом вода в Ангаре прогревается плохо, поэтому купальный сезон очень короткий, он длится всего лишь месяц (июль).
Гидрология
Расход воды у истока реки Ангары составляет от 2814 (Братск) до 3515 кубических метров в секунду (Богучаны), а в устье - примерно 143 куб. метров. На протяжении 46 лет наблюдений вблизи устья реки минимальное значение расхода воды за год составило в 1964 году, а самое большое - в 1995 году.
Сток основной зарегулирован гидроузлами, водохранилища которых осуществляют многолетнее и сезонное регулирование.
Легенда
Давным-давно Байкал был веселым и добрым. Очень сильно он любил красавицу-дочь - Ангару. Очень берег он ее и никуда не отпускал от себя. Однажды Байкал уснул, и дочь его решила убежать к возлюбленному Енисею. Когда отец проснулся, он гневно всплеснул своими волнами. Поднялась ужасная буря, небо почернело, звери разбежались по сторонам, рыбы ушли на дно, а птицы улетели подальше к солнцу. Лишь ветер выл и вода бесновалась. Могучий Байкал с силой ударил по огромной скале и бросил ее вслед убегающей дочери. Глыба упала красавице прямо на горло. Задыхаясь и рыдая, Ангара стала умолять своего отца дать хоть каплю воды. Он ответил ей, что может дать только слезы свои. С тех самых пор уже тысячу лет Ангара бежит к Енисею слезами Байкала.
Скала, которая была брошена Байкалом вслед дочери, стала называться Шаман-камнем. К нему приносились великому озеру богатые жертвы. Люди верили в то, что, если Байкала разгневать, то он сорвет Шаман-камень и хлынувшая вода зальет всю Землю.
Титан отличается высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью (Тпл = 1660 °С) и малой плотностью (4,51 г/см 3)
. Его применяют как конструкционный материал
в самолетостроении, а также при постройке сосудов, предназначенных для транспортирования концентрированной азотной и разбавленной серной кислот.
Применяют также диоксид TiO 2 для производства титановых белил и эмали. Наиболее распространенным сырьем для производства титана и диоксида Ti служит ильменитовый концентрат, выделяемый при обогащении титаномагнетитовых железных руд, в котором содержится, %: 40-60 TiO 2 , ~30 FeO, ~20 Fe 2 O 3 и 5-7 пустой породы (CaO, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2), причем титан в виде минерала ильменита FeO TiO 2 .
Технологический процесс производства титана из ильменитового концентрата состоит из следующих основных стадий:
- получение титанового шлака восстановительной плавкой,
- получение тетрахлорида титана хлорированием титановых шлаков,
- производство титана (губки, порошка) восстановлением из тетрахлорида.
Восстановительная плавка ильменитового концентрата имеет целью перевести TiO 2 в шлак и отделить оксиды железа путем их восстановления
. Плавку проводят в электро дуговых печах. Сначала загружают концентрат и восстановитель (кокс, антрацит), их нагревают до ~ 1650 °С. Основной реакцией является: FeO TiO 2 + С = Fe + TiO 2 + CO. Из восстановленного и науглероживающегося железа образуется чугун, а оксид титана переходит в шлак, который содержит 82-90% TiO 2 .
Получение тетрахлорида титана TiCl 4 осуществляют воздействием газообразного хлора на TiO 2 при температурах 700-900 °С, при этом протекает реакция:
TiO 2 + 2Cl 2 + 2С = TiCl 4 + 2СО.
Хлорирование осуществляют в шахтных хлораторах непрерывного действия или в солевых хлораторах. Шахтный хлоратор - это футерованный цилиндр диаметром до 2 и высотой до 10 м, в который сверху загружают брикеты из измельченного титанового шлака и снизу вдувают газ магниевых электролизеров, содержащий 65-70 % Cl 2 . Взаимодействие TiO 2 брикетов и хлора идет с выделением тепла, обеспечивающего необходимые для процесса температуры (~ 950 °С в зоне реагирования). Образующийся в хлораторе газообразный TiCl 4 отводят через верх, остаток шлака от хлорирования непрерывно выгружают снизу.
Солевой хлоратор представляет собой футерованную шамотом камеру, наполовину заполненную отработанным электролитом магниевых электролизеров, содержащим хлориды калия, натрия, магния и кальция. Сверху в расплав загружают измельченные титановый шлак и кокс, а снизу вдувают хлор. Температура 800-850 °С, необходимая для интенсивного протекания хлорирования титанового шлака в расплаве, обеспечивается за счет тепла протекающих экзотермических реакций хлорирования.
Газообразный TiCl 4 из верха хлоратора отводят на очистку от примесей, отработанный электролит периодически заменяют. Основное преимущество солевых хлораторов состоит в том, что не требуется дорогостоящее брикетирование шихты. Отводимый из хлораторов газообразный TiCl 4 содержит пыль и примеси газов - СО, СO 2 и различные хлориды, поэтому его подвергают сложной, проводимой в несколько стадий очистке.
Металлатермическое восстановление титана из тетрахлорида TiCl 4 проводят магнием или натрием. Для восстановления магнием служат аппараты, представляющие собой помещенную в печь герметичную реторту высотой 2-3 м из хромо-никелевых сталей. После ввода в разогретую до ~ 750 °С реторту магния в нее подают тетрахлорид титана
.
Восстановление титана магнием TiCl 4 + 2Mg = Ti + + 2MgCl 2 идет с выделением тепла, поэтому электронагрев печи отключают и реторту обдувают воздухом, поддерживая температуру в пределах 800-900 °С; ее регулируют также скоростью подачи тетрахлорида титана. За один цикл восстановления длительностью 30-50 ч получают 1-4 т титана в виде губки (твердые частицы титана спекаются в пористую массу - губку). Жидкий MgCl 2 из реторты периодически выпускают.
Титановая губка впитывает много MgCl 2 и магния, по-этому после окончания цикла восстановления проводят вакуумную отгонку примесей. Реторту после нагрева до ~ 1000 °С и создания в ней вакуума выдерживают в течение 35-50 ч; за это время примеси испаряются. Иногда отгонку примесей из губки проводят после ее извлечения из реторты.
Восстановление титана натрием проводят в аппаратах, схожих с применяемыми для магниетермического восстановления. В реторте после подачи TiCl 4 и жидкого натрия идет реакция восстановления титана: TiCl 4 + 4Na = Ti + 4NaCl. Температура в 800-880 °С поддерживается за счет выделяющегося при восстановлении тепла.
Полученную твердую массу, содержащую 17 % Ti и 83 % NaCl извлекают из реактора, измельчают и выщелачивают из нее NaCl водой, получая титановый порошок.
Рафинирование титана
.
Для получения титана высокой чистоты применяют так называемый иодидный способ, при котором используется реакция Ti + 2I 2 = TiI 4 . При температуре 100-200 °С реакция протекает в направлении образования Til 4 , а при температуре 1300-1400 °С - в обратном направлении.
Титановую губку (порошок) загружают в специальную реторту, помещаемую в термостат, где температура должна быть на уровне 100-200 °С, и внутри нее спеиальным приспособлением разбивают ампулу с иодом. Через несколько натянутых в реторте титановых проволок пропускают ток, в результате чего они накаливаются до 1300-1400 °С. Пары иода реагируют с титаном губки по реакции Ti + 2I2 - TiI 4 .
Полученный TiI 4 разлагается на раскаленной титановой проволоке, образуя кристаллы чистого Ti и освобождая иод. Пары иода вновь вступают во взаимодействие с рафинируемым титаном, а на проволоке постепенно наращивается слой кристаллизующегося чистого титана. Процесс заканчивают при толщине получаемого прутка титана 25-30 мм. Получаемый металл содержит 99,9-99,99 % Ti, в одном аппарате получают ~ 10 кг чистого титана в сутки.
Для получения ковкого Ti в виде слитков губку переплавляют в вакуумной дуговой печи. Расходуемый (плавящийся) электрод получают прессованием губки и титановых отходов. Жидкий титан затвердевает в печи в водоохлаждаемом кристаллизаторе.
Спрос на диоксид титана - важный продукт для лакокрасочной промышленности, производства пластмасс и бумаги - на российском рынке составляет 67-82 тыс. т/год, в то время как собственное производство диоксида титана до 2014 г. в России отсутствовало.
Диоксид титана, незаменимый пигмент в лакокрасочной, полимерной, целлюлозно-бумажной и других отраслях, представляет собой порошок белого цвета без запаха и вкуса, практически не растворимый в воде и минеральных кислотах (кроме плавиковой и концентрированной серной кислот).
Диоксид титана производится в двух формах: рутильной и анатазной (октаэдрит). Рутильный диоксид титана примерно на 30% лучше рассеивает свет, чем анатазный, обладает лучшей укрывистостью (укрывистость - способность диоксида титана перекрывать цвет окрашиваемой поверхности). Анатазная форма является менее атмосферостойкой, чем рутильная, и хуже защищает от УФ-воздействия. Рутильный диоксид титана предпочтительнее при производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, косметики. Анатазные пигменты находят свое применение при выпуске бумаги, резины и мыла. Традиционно подавляющая часть всего диоксида титана применяется в производстве лакокрасочных материалов. При этом основной функцией диоксида титана в лакокрасочной промышленности является придание краскам белого цвета, яркости, а также улучшение укрывистости, защита покрытий от вредных ультрафиолетовых лучей, предотвращение старения пленки и пожелтения покрашенных поверхностей.
Исходным сырьем для производства диоксида титана является титансодержащий ильменитовый концентрат (FeTiO 3) - продукция горно-обогатительных предприятий. Ильменит - это руда, которая с химической точки зрения представляет собой смесь оксидов, большую часть из которых составляют оксиды титана и железа.
Существует два промышленных способа получения диоксида титана (рутильной и анатазной модификаций):
1. Сульфатный, или сернокислотный (из титансодержащего концентрата ).
Метод основан на обработке ильменитового концентрата серной кислотой с последующими выделением и гидролизом титанилсульфата с прокаливанием продукта гидролиза титанилсульфата (метатитановая к-та) до диоксида титана. Побочный продукт сульфатной технологии производства диоксида титана - железный купорос. Сульфатный способ был внедрен в промышленность в 1931 г. для производства анатазной формы диоксида титана, и позже, в 1941 г., рутильной формы.
2. Хлорный, или хлоридный (из тетрахлорида титана ).
Хлорный способ был изобретен компанией DuPont в 1950 г. для производства рутильного диоксида титана. Этот способ включает в себя высокотемпературные фазовые реакции. Титансодержащая руда вступает в реакцию с хлорным газом при пониженном давлении, в результате чего образуется тетрахлорид титана (TiCl 4) и примеси хлоридов металлов, которые затем удаляются. Высокочистый тетрахлорид титана (TiCl 4) подвергается окислению под действием высокой температуры для получения диоксида титана с высокой яркостью.
Мировые мощности по производству диоксида титана хлорным способом превышают мощности сульфатного способа и продолжают расти.
Сульфатная технология проще хлоридной и позволяет использовать более бедные и дешевые руды, но она обычно сопряжена с большими издержками производства.
Учитывая особенности обоих процессов, основными критериями выбора между ними являются возможность обеспечения производства сырьем соответствующего качества и проблемы, связанные с экологией. Сульфатный способ характеризуется наиболее высокими показателями загрязнения окружающей среды.
Общие мировые мощности по производству пигментного диоксида титана оцениваются примерно в 7,2 млн. т, причем около 85-90% приходится на рутильную форму и примерно 10-15% - на анатазную.
Рис. 1. Сферы потребления диоксида титана
Страна, обладающая самым большим производственным потенциалом по диоксиду титана, - Китай (около 3 млн. т/год). Крупнейшими в мире его производителями являются следующие компании: DuPont Titaniun Technologies (США), National Titanium Dioxide Co., Ltd. Cristal (Саудовская Аравия), Huntsman Pigments (США), Tronox, Inc. (США), Kronos Worldwide, Inc. (США), Sachtleben Chemie GmbH (Германия; 100% акций принадлежат Rockwood Holding), Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. (Япония).
Как упоминалось выше, основные потребляющие диоксид титана отрасли в мире - это лакокрасочная промышленность, производство пластмасс и бумаги (рис. 1). Большую часть в мировом потреблении диоксида титана занимает Китай. На втором и на третьем местах - Западная Европа и США соответственно.
Рис. 2. Структура потребления диоксида титана на российском рынке в 2015 г
Как следует из представленной на рис.2 структуры потребления диоксида титана на российском рынке, почти 95,1% этого продукта, поступающего на отечественный рынок, потребляется лакокрасочной отраслью. При этом больше всего (55,8%) диоксида титана используется в изготовлении красок водоэмульсионных и водно-дисперсионных, 31,3% потребляется на производство ЛКМ неводных, а 8,0% диоксида титана идет на прочие ЛКМ.
Спрос на диоксид титана на российском рынке за последние шесть лет колебался в пределах 67,2-82,9 тыс. т/год и до 2014 г. удовлетворялся исключительно за счет импорта.
Собственное производство диоксида титана до 2014 г. в России отсутствовало. Рассматривая ретроспективу, необходимо отметить, что до 2009 г. в ОАО «Соликамский магниевый завод» (г. Соликамск, Пермская обл.) диоксид титана производился в промышленных масштабах, но с 2009 г. после запуска производства титановой губки производство пигмента прекращено.
Рис. 3. Импорт диоксида титана в Россию в 2010-2015 гг., тыс. т
Небольшой объем диоксида титана до 2010 г. выпускался в ныне несуществующем Волгоградском ОАО «Химпром».
С середины 2014 г. на территории Российской Федерации диоксид титана производится в Армянском филиале ООО «Титановые инвестиции», зарегистрированного в Москве. В свою очередь, ЧАО «Юкрейниан Кемикал Продактс» (бывшее ЧАО «Крымский Титан»), зарегистрированное в Киеве, остается украинским предприятием, сдающим в долгосрочную аренду свой имущественный комплекс ООО «Титановые инвестиции». Такая комбинация позволила предприятию обеспечить бесперебойные поставки сырья, ввозимого из Украины, и сохранить европейские рынки сбыта, несмотря на санкции в отношении Крыма.
Рис. 4. Структура импорта диоксида титана в Россию в 2014 г. (по странам происхождения), тыс. т
Объем выпуска диоксида титана в Армянском филиале ООО «Титановые инвестиции» в июле-декабре 2014 г. составил 47,732 тыс. т, а в 2015 г. - 77,796 тыс. т.
Тем не менее уровень импорта в 2014 и 2015 гг. оставался высоким и составлял 80,3 и 67,6 тыс. т соответственно.
В 2014 г. более 30% российского рынка занимала Украина, представленная предприятиями ПАО «Сумыхимпром» (Украина, г. Сумы) и ЧАО «Крымский титан» (ныне ЧАО «Юкрейниан Кемикал Продактс», Республика Крым, г. Армянск). Более 18% поставок пришлось на США, представленные в основном компанией DuPont.
Рис. 5. Структура импорта диоксида титана в Россию в 2015 г. (по странам происхождения), тыс. т
В 2015 г. структура импорта несколько изменилась. Импорт диоксида титана из Украины возрос до 28,0 тыс. т и составил 41,4% всего импорта продукта в Россию.
Ввоз товара из Соединенных Штатов, напротив, снизился и составил 9,1 тыс. т (13,4% всего импорта).
Экспорт диоксида титана из России в 2010-2014 гг. осуществлялся почти полностью в страны Таможенного союза, был низким и составлял 0,1-0,4 тыс. т.
Рис. 6. Структура экспорта диоксида титана в Россию в 2015 г. (по странам происхождения), тыс. т
В 2015 г. в данной сфере внешнеторговой деятельности наблюдалась интересная картина: экспорт диоксида титана из России составил 74,56 тыс. т, причем 88,1% экспортируемого товара пришлось на Украину (рис. 6).
Таблица 1. Средние импортные цены на диоксид титана в 2014-2015 гг. (по странам происхождения, без НДС), долл./т
|
Страна-импортер |
2014 г. |
2015 г. |
|
Германия |
||
|
Финляндия |
||
|
Великобритания |
||
|
Саудовская Аравия |
В 2014-2015 гг. американский диоксид титана, производимый хлоридным методом, соответствующий высоким техническим показателям и сравнительно невысокой ценой, был наиболее конкурентоспособен на российском рынке, о чем говорит значительная величина его продаж на российском рынке, несмотря на географическую отдаленность поставщиков от потребителей. Продукция ООО «Титановые инвестиции» и украинского ПАО «Сумыхимпром», несмотря на то, то производится сульфатным методом, также обладает хорошими техническими характеристиками и, пожалуй, самым оптимальным соотношением цена/качество для российского потребителя (табл. 1).
Ниже приведены характеристики диоксида титана производства некоторых компаний, ввозящих в Россию свою продукцию (табл. 2-5).
Таблица 2. Качественные характеристики диоксида титана ПАО «Сумыхимпром»
|
Показатель |
SumTitan |
SumTitan |
SumTitan |
SumTitan |
|
Не менее |
||||
|
Массовая доля рутильной формы,%, не менее |
||||
|
Массовая доля веществ, растворимых в воде, %, не более |
||||
|
pH водной суспензии |
||||
|
Маслоемкость, г/100 пигмента, не более |
Таблица 3. Качественные характеристики диоксида титана ООО «Титановые инвестиции»
|
Показатель |
||||
|
Массовая доля рутильной формы, %, не менее |
||||
|
Массовая доля летучих веществ, %, не более |
||||
|
Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более |
||||
|
pH водной суспензии |
||||
|
Остаток на сите с сеткой 0045,%, не более |
||||
|
Разбеливающая способность, условные единицы, не менее |
||||
|
Укрывистость, г/м 2 , не более |
||||
|
Диспергируемость, мкм, не более |
||||
|
Белизна, условные единицы, не менее |
Таблица 4. Качественные характеристики марок диоксида титана американской компании DuPont
|
Показатель |
R-706 (для водных систем) |
|||
|
Структурная модификация |
Рутильная |
Рутильная |
Рутильная |
Рутильная |
|
Массовая доля диоксида титана, %, |
||||
|
Массовая доля алюминия,% |
||||
|
Массовая доля аморфного диоксида кремния,% |
||||
|
Удельный вес, г/см 3 |
||||
|
Насыпной объем, л/кг |
||||
|
Белизна, условные единицы |
||||
|
pH водной суспензии |
||||
|
Средний размер частицы, мкм |
||||
|
Маслоемкость, г/100 г пигмента, не более |
||||
|
Сопротивление при 30ºC (кОм) |
||||
Таблица 5. Качественные характеристики марок диоксида титана финской компании Sachtleben Pigments OY , предназначенных для применения в производстве ЛКМ
|
Показатель |
Sachtleben RD3 |
Sachtleben R660 |
Sachtleben R-FD-I |
Sachtleben 8700 |
|
Структурная модификация |
Рутильная |
Рутильная |
Рутильная |
Рутильно-анатазная, содержа-ние рутильной формы - min / 60% |
|
Массовая доля диоксида титана, %, |
||||
|
Дополнительные компоненты |
Al 2 O 3 , ZrO 3 |
Al 2 O 3 , ZrO 3 |
||
|
Удельный вес, г/см 3 |
||||
|
Насыпная плотность, кг/м 3 |
||||
|
Насыпная плотность утрамбованного продукта, кг/м 3 |
||||
|
pH водной суспензии |
||||
|
Остаток на сите с сеткой 0,0044, %, не более |
||||
|
Средний размер частиц, мкм |
||||
|
Относительная разбеливающая способность, не менее |
||||
|
Маслоемкость (г/100 г пигмента) |
||||
|
Поверхностная обработка органическими веществами |
Как видно из приведенных в табл. 2-5 данных, продукция ООО «Титановые инвестиции» незначительно уступает в качестве американской и европейской продукции, причем стоит существенно дешевле ее.
Учитывая интенсивное развитие лакокрасочной и полимерной промышленности, можно оценить, что к 2030 г. потребность в диоксиде титана на российском рынке будет достигать 220-260 тыс. т.
Из данного предположения следует, что существует необходимость создания и наращивания в России производственного потенциала по диоксиду титана.
Россия обладает хорошей сырьевой базой титансодержащего сырья в Республике Коми, в Читинской, Мурманской, Челябинской, Амурской, Тамбовской, Томской, Нижегородской, Омской, Тюменской областях, в Красноярском и Ставропольском краях. Наличие такой сырьевой базы позволяет организовать производство диоксида титана как сульфатным, так и хлоридным способом. Пока основным фактором, сдерживающим организацию этого производства, являются относительно низкие цены на диоксид титана и сравнительно невысокая рентабельность производства.
Рис. 7. Основные титановые месторождения в РФ
Крупнейшими месторождениями являются Ярегское (Республика Коми), Чинейское, Кручининское (Читинская обл.), Медведевское (Челябинская обл.) и Центральное (Тамбовская обл.) и др. (рис. 7). Необходимо отметить, что, помимо разведанных балансовых запасов титансодержащего сырья, Россия располагает огромными прогнозными ресурсами.
Поскольку потребность в диоксиде титана в России очень велика и отнюдь не полностью покрывается за счет внутреннего производства, а существующие на территории РФ технологии производства данного продукта являются далеко не совершенными, производство диоксида титана является интереснейшей сферой для научно-технических разработок и внедрения инноваций.
Так, в Томском политехническом университете (ТПУ) была разработана экономичная и экологичная технология производства диоксида титана, которая подразумевает применение в качестве основного реагента фторида аммония, более безопасного, чем серная кислота. Кроме того, данный реагент может использоваться повторно, что приводит к минимизации стоков. Новая технология способствует снижению до небольших объемов (от 20 тыс. т) пределов рентабельности, позволяя создать сеть небольших производств и, таким образом, снижая логистические расходы. Минусом фторидной технологии является лишь то, что в данном случае получает более грубодисперсный порошок пигмента, чем хлорным методом. Запуск производства мощностью 100 тыс. т/год оценивается разработчиками из Томского политехнического университета в 1,5 млрд. руб., тогда как по оценкам специалистов компании Kronos Worldwide Inc. на создание производства мощностью 150 тыс. т/год с использованием хлоридной технологии требуется не менее 1 млрд. долл. Срок создания производства по новой технологии оценивается специалистами из ТПУ в один-два года.
В октябре 2015 г. государственная корпорация «Росатом» одобрила проект АО «Сибирский химический комбинат» (АО «СХК») по созданию производства диоксида титана по фторидной технологии мощностью 20 тыс. т/год. Было решено выделить на изготовление первой партии продукции и маркетинговые исследования 3,6 млн. руб. После того как качество первых образцов продукции, произведенной в ТПУ по заказу АО «СХК», было одобрено на нескольких заводах-потребителях, руководство АО «Сибирский химический комбинат» заявило, что в 2017 г. запустит опытно-промышленное производство объемом 5 тыс. т/год, а в 2019 г. - промышленное - на 20 тыс. т/год. Развернется производство на площадках АО «СХК».
Кроме планируемого создания нового производства в Томской области, новшества и вводы готовятся и в Крымском федеральном округе: в частности, ООО «Титановые инвестиции» к 2018 г. намечает расширение мощностей по производству диоксида титана на 19 тыс. т (до 120 тыс. т/год).
Таким образом, есть надежда, что к 2018-2019 гг. в России суммарные мощности по производству диоксида титана достигнут 140 тыс. т/год, однако будет ли на него спрос на российском рынке полностью удовлетворен за счет внутреннего производства, учитывая что ООО «Титановые инвестиции» является экспортоориентированным предприятием, остается серьезным вопросом.